Mražené potraviny

Automatizace výroby rybích prstů

17.08.2015 11:18:00

Standardní balení patnácti obalovaných rybích prstů je nejen českou klasikou v nabídce mražených potravin. A jelikož podnikatelské prostředí i v tomto odvětví je vysoce konkurenční, spoléhá německý výrobce mražených produktů TST ve velké míře na automatizaci. Díky tomu tak téměř polovina všech rybích prstů prodaných v Německu projde „rukama“ robotů Stäubli, které se starají o jejich rychlé balení.

Firmy zabývající se výrobou mražených polotovarů čelí nelehkému úkolu – musí zajistit, aby mrazáky ve všech supermarketech byly stále zásobovány dalšími a dalšími výrobky, to vše v silně konkurenčním prostředí. TST (The Seafood Traders) vstoupila na trh s cílem stát se nejrychlejším a nejpružnějším velkoobchodním dodavatelem. V roce 2011 otevřela firma zcela nový a moderní výrobní závod nedaleko města Emden na pobřeží Severního moře a hned od začátku v něm nabídla práci více než 160 lidem z okolí.

Ve vedení společnosti TST lze najít odborníky na potravinářský průmysl s dlouholetými zkušenostmi, jejichž cílem je vyrábět rybí produkty ve velkých objemech za tu nejlepší možnou cenu. Rychlé a efektivní zpracování surovin již dnes v potravinářství není možné bez pokročilého stupně automatizace. Výrobní proces rybích specialit a mořských plodů začíná krájením zmražených bloků surových ryb, pokračuje jejich úpravou, v některých případech plněním, dále obalováním ve strouhance, zamražením, a končí balením hotových výrobků do balíčků a krabic pod různými značkami.

V třísměnném provozu je v TST zabaleno okolo 300 tun ryb každý den.

Jedním z nejnáročnějších úkolů v rámci celé výroby je pak balení rybích prstů. I ve zmraženém stavu se musí s těmito výrobky obalenými ve strouhance pracovat velmi opatrně a představují tak velkou výzvu pro jakýkoliv automatizovaný systém. Pro návrh balicí linky s plánovaným výstupem 200 rybích prstů za minutu se tak TST obrátila na firmu Econo-Pak, specializovaného dodavatele strojů pro primární aplikace v potravinářství z německého Flonheimu.

Těžký úkol nad síly dodavatelů
„Již ve fázi plánování nám jako nejlepší řešení vycházel lineární systém v kombinaci s kartonovacím strojem s bočním vkládáním, zejména kvůli optimalizaci časů cyklů pro balení hotových produktů do krabic,“ říká Ulrich Oppermann, který má v TST na starosti zavádění nových technologií. „Třídění a rovnání rybích prstů v předchozím kroku jsme chtěli svěřit šestiosým robotům. Při bližší specifikaci požadavků se ale ukázalo, že téměř žádný z oslovených dodavatelů robotů si v daných provozních podmínkách nebyl schopný poradit s plánovanou kapacitou pěti tun ryb za hodinu na každé balicí lince. Pouze ve Stäubli Robotics nám dokázali garantovat, že jejich rychlé šestiosé roboty TX90L budou schopné tento úkol zvládat v nepřetržitém provozu.“

Kvůli křehké povaze obalovaných rybích prstů zvolil integrátor pro tuto aplikaci mechanický nástroj.

„Nakonec se opravdu ukázalo, že roboty Stäubli jsou rychlejší než další modely na trhu o podobné velikosti a nosnosti,“ vysvětluje Markus Zerbe, obchodní manažer Econo-Pak zodpovědný za dodávku balicí linky do TST. „V konečném důsledku opravdu neexistovala vhodná alternativa pro nasazení na této lince. Velkou výhodou Stäubli TX90L HE je také jejich zcela uzavřená konstrukce s kabeláží vedenou uvnitř ramene společně s tím, že byly speciálně navrženy pro vlhké prostředí (odtud zkratka HE pro Humid Environment). Díky tomu tak není nutné použít ještě nějaké další ochranné rukávy nebo návleky, aby roboty splňovaly přísné hygienické předpisy pro potravinářský průmysl a veškeré další požadavky pro použití v přímém kontaktu s mraženými potravinami. Stejně tak jsou odolné i vůči předepsaným čistícím procedurám.“

Čtyři roboty v každé lince
Od konce roku 2011 tak na každé z dvou balicích linek pro rybí filety a prsty pracují čtyři roboty Stäubli TX90L HE. Tvoří jádro automatizovaného systému a starají se zejména o správné rovnání produktů na vstupu do baličky – po pěti filetech nebo 15 rybích prstech v závislosti na nastavení linky. Každý robot vždy připravuje obsah jednoho balení a dělá tak každou minutu padesátkrát.

Roboty musí v této velmi rychlé aplikaci pracovat na hranici svých možností, aby se podařilo dosáhnout co nejkratších časů cyklů.

Vzhledem k tomu, že rybí prsty jsou automaticky dopravovány až k balicí lince, jsou nejprve přibližně srovnány pomocí vibračního stolu. Následně je manipulátor srovná a natočí na jeden ze čtyř paralelních dopravníkových pásů směřujících do robotové buňky, kde se o každý z dopravníků stará jeden robot Stäubli TX90L.

Úkolem robotů je přeskládat rybí prsty v dávkách po patnácti kusech ze čtyř pásů na centrální dopravník s připravenými krabičkami, který vede do jedné balicí stanice. Tyto čtyři roboty zvládají přerovnat až 3000 rybích prstů za minutu, dost pro naplnění 200 balení. Synchronizaci robotů s rychle se pohybujícím dopravníkem zajišťují signály z enkodérů a odebírání z pohybujícího se pásu funguje bezchybně i při rychlosti 30 metrů za minutu.

Skvělé výsledky v náročných podmínkách
„Toto je první realizovaná aplikace, kdy jsme integrovali roboty do výroby TST,“ říká Markus Zerbe. „Vzhledem k velmi pozitivním zkušenostem s nimi mohu ale zodpovědně říct, že to zcela jistě není naposledy a v budoucnu je budeme využívat pro podobné aplikace. Zprovoznění robotů je velmi snadné. Naučení jednotlivých bodů v prostoru je také jednoduché. Kompletní komunikace mezi roboty a synchronizace s dopravníkovými pásy jsou kompletně řízeny pomocí vlastního řízení Stäubli. Tento autonomní způsob práce výrazně zjednodušuje integraci robotické buňky do celé výroby řízené systémem Siemens SIMOTION.“

Operátoři si pak obzvláště pochvalují uživatelsky příjemné ovládání a další zjednodušující funkce, jako například snadné navedení robotu do výchozí pozice v případě neplánovaného zastavení linky. I přes nutný zásah lidské ruky v těchto případech si celá buňka drží dlouhodobě průměrnou dostupnost přes 95%. Jak říká Ulrich Oppermann: „V porovnání s našimi konkurenty dosahujeme díky těmto systémům skvělé produktivity, a to i přes obtížnou manipulaci s křehkými produkty ve vysoké rychlosti. Naším cílem bylo dosáhnout na hodinovou produkci pěti tun ryb na každé lince. Díky celkové dostupnosti všech čtyř balících linek přes 85% – což je pro takovýto typ produktu skvělé číslo – se nám daří plnit naše ambiciózní cíle naprosto bez problémů,“ dodává.

Rozhodující faktor: roboty Stäubli jsou schopné spolupracovat s dopravníkem pohybujícím se rychlostí 30 metrů za minutu pro rovnání rybích prstů do balení.

Nejpřísnější hygienické požadavky
Přísné povinné hygienické standardy a předem neohlášené kontroly od klientů vyžadují nastavení efektivních procesů, aby se zabránilo znečištění citlivého výrobního procesu při zpracování ryb. To zahrnuje mimo jiné dvě hodiny trvající čistící proceduru pro celou balící linku, kterou je nutné každý den vykonat. Pro čištění se využívají čisticí prostředky s hodnotami pH od 2 do 10.

Během čtyř let nepřetržitého provozu od jejich instalace do linky neměli roboty Stäubli v provedení HE s tímto čistícím postupem žádné problémy a agresivní chemické prostředky nebo vysokotlaké ostřikování a mytí jim nijak nevadí. Díky jejich hladkému povrchu, komponentům z nerezové oceli a speciálnímu těsnění jsou tyto šestiosé modely HE navrženy pro odolnost vůči takovýmto čistícím metodám.

„S kvalitou robotů i s podporou poskytovanou místní pobočkou Stäubli jsme nadmíru spokojeni,“ dodává Oppermann. „Servis je skutečně špičkový, což platí i ze strany integrátora Econo-Pak.“ Pouze slova chvály má i vedoucí výroby Fjölnir Finnbogason při hodnocení denní produkce více jak 300 tun ryb v třísměnném provozu. Produkty z tohoto závodu TST je možné nalézt v téměř všech maloobchodních řetězcích pod jejich vlastními značkami.

Autor: Michal Scholze, Foto: Uschi Winkler

Plně automatizovaný pivovar v Podněstří se zrodil v režii české a slovenské spolupráce

↑ nahoru